Зубарев Ю.Б. Телевизионная техника (1994) (1143038), страница 12

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 12)

Но для его определения требуется оценить меньшее число параметров элементов «<йо, что существенно упрощает реализацию классификацин элементов ТВ изображения. Классы эквивалентности выбирают, исходя из конкретной задачи обработки иэображений. Разбиение на классы эквива. лентности используют во многих задачах обработки изображений: объединение в одном классе элементов по протяженности мелких деталей и яркостных переходов при эффективном кодировании, сегментация изображения в задачах фильтрации.

В известных системах пветного ТВ фактически выделяют класс тонко- структурных составляющих, информация о цветности которых не передается. Разбиение на классы эквивалентности лежит в основе современных адаптивных методов обработки ТВ изображений. В [7] рассмотрен оптимальный выбор классов эквивалентности для задач адаптивной фильтрации и коррекции ТВ сигнала. 4. Для каждого класса А<<=3 существует подкласс элементов А,з, воспринимаемых в процессе зрительного обнаружения. Частотные, временнйе и динамические ограничения в ТВС приводят к тому, что восприятие элементов ТВ изображения охватывает процессы зрительного обнаружения и различения (пороги восприятия б,э и 6»» соответственно). В процессе обнаружения воспринимаются малоконтрастные детали изображения, причем увеличение уровня шумов приводит к возраста.

нию значений контраста, для которых восприятие происходит в процессе обнаружения. Для одноэлементных деталей изображения 6»')6»г примерно в 3 рава. Подклассы элементов А<<~Я описывают текстуру изображения [8, 9], обработка и передача которой существенно влияет на качество иэображения, так как в зависимости от сюжета и качества передачи текстура занимает 30...50<(» площади кадра. 16.3.

Вероятностное описание изображений. Выбор интервала дискретизации »«С, по пространственным и временному параметрам, а также шага квантования <»С, для светотехнических параметров изображения определяет алфавит символов, с помощью которых задается множественное описание изображений. Если значения <»С, и <1С, постоянны и не зависят от параметров изображения, то множественное описание инвариантно структуре иэображения. Примером может служить классическая импульсно-кодовая модуляция (ИКМ), при которой эти значения минимально независимы от параметров изображения.

Тогда модель изображения представляет собой множество А„дискретнмх элементов а< минимальной протяженности. Ал- йа(5) сияй йм1а ег(б) л/г йг4 и Ю) йт(5) 5 У г.) м(Ц у 6 е) йу О 5<5 1„, 1 О " б>Г. „, йй (1.5.3) нв(5) = 41 435 4О 4 а бй йлу а'./1 фавитом символов для их описаиия является шкала квантования Уб. Изображение можно задать областями Оь в которых различие параметров элементов а» ие обнаруживается при восприятии либо оио ниже требуемой точности воспроизведения.

Его можно задать также классами эквивалентности. Элементы аг каждого класса характеризуются порогами зрительного восприятия либо требованиями к точности воспроизведения, которые принадлежат одной области зиачеияй порогов (требоваиий к точности). Вероятностное описаиие изображеиий охватывает задание плотности вероятности, числовых характеристик, а также априорных вероятиостей элементов, областей, классов эквивалеитиосги, используемых в множественном описании. Его используют для оценки энтропии и производительности источиика изображений, анализа и синтеза систем кодироваиия. В общем случае множество реальных изображеиий представляет собой иестациоиариый случайный процесс. Только для ограиичеииого класса изображеиий и определенных допущений принимается их стационарность в широком сммсле, для которой характерна иезависимость оценок математического ожядаиия, дисперсии и корреляционной функции от значений простраиствеииых и, у и временной Г коордииат.

Распределение яркости а.(х,у,1) деталей изображеиия существенно зависит от изображения, т. е. сюжета структуры (рис. 1.5.1 [10[ и рис. 1.5.2 [11[). Для ие- Вэя 41 й 42 44 4л 4а 5/5 Рис. 1.5.1. Гистограмма расиреяелення яркостей наображения Рас. 1,5.2. Гистограмма раснреиелеяия яркостей наображения (кинокадры) и йи, С 5 У ) 5 а) Рне 1.5.5. Законы расереяелення яркости иаображеияа которых сюжетов отмечено распределение яркости, близкое к равномерному [12 — 14[.

Если учесть принятое доцущеияе о стациоиариости изображений, то математической моделью значений яркости Ь(х,у,г) могут служить следующие заковы распределения вероятности [15[: равномерный (рис. 1.5.3,а) Ч1,5=(бж1и+Бтах)12 Чз,у,=(Ежах бася)~/12' эквлонемциалакай односторонний (рис.

1.5.3, б) 0 5<0, )=~аехр ( — аб) 0<5 < оо, Ч, 5=1[а, Чз 5=11а'; зкслокенциаламый двусторонний (закои Лапласа, рис. 1.5.3, в) ьт(5)мо 2 ехрР.[5 — р[[ Ч ь=р. оа Чз,г 2г)'и логарифмичвска-нормальный (рис. 1.5.3, г) И 0 5<0, ехР— 2 0<5< оо, =ехр (а+ о212), Чз =ехр (2а+ ог) (ехр ог — 1): 2 2 25 .Рзлен (рис.

1.5.3, д) 0 5<0, бз — ехр ( — — О<5 < а) ) 2ой) .сй 0 IР 20 Лю г(гй т(й Т -а00 ду гР 00 пл ссн1,25ос т)хс ск0,4322. На основе фотометрирования натурных сцен и киноизображений получено [!Ц для одномерной плотности вероятности рпспределения яркости з изображении (рис. 1.53,е) в(С)=(1/т)!,5)ехр( — 5!т)г,ь). В этих выражениях: математическое ожидание, как среднее значение а яркости изображения т)1,ь(х, у, !) =[ Ь(х У. Цв(!' х,у,()йу. и дисперсия т!з,ь(х,у,()= [ [).(х,у,!) и!,ьХ а Х (х, у, ()[зв(Ь; х, у, !)05. Для стационарного процесса о а ) !. (5)'~ т)з, = [ (й — Н!, )з (ь)йь.

Законы Рэлея, логарифмически-нормальный, экспоненциальный односторонний законы удовлетворительно описывают одномерные плотности Я(йе, Ьэ, т) =)((Ле)Л(Ьэ))[(т). (!.5.6) Обычно условия разделения АКФ изображений по про- Рвс. !.5 З. Графики коэффициентов автоноррелации изображений (! — полутонового (портрет) и 2 — двукградационного (текст)) в направлении: а — горизонтальном; б — вертикальном странственным координатам не выполняются.

Коэффициент автокорреляции изображений К (их. Ар т) )т (их йр т) т)),5 К(0, 0,0) Й(0, О, 0) — )125 полученный на основе аппроксимации результатов измерений статистических характеристик [!0[, имеет вид (рис. 1.5 4) г(Ла, ктэ) =ехр[ — (йгтй з+)гззйэз) пз) где й, и й,— масшабные константы. На основе этого выражения для коэффициента автокорреляции принято представление ТВ изображений двумерным марковским процессом первого порядка. Для некоторых ансамблей изображений справедлива следующая аппроксимация [1О, 1Ц (рис.

1.55) г(А,Лэ)=ехр( — я![А,[ — йз[йз[) -00 -00 "50 -30 0 20 еу 00 г!у Ри«. !.5.5. Графики коэффициентов коррелкцни изображений (! — крупный план (портрет), 2 — общий план с преобладанием таикаструктурнык деталей) или для трехмерного случая [16) г(Л„Лв, т) =ехр( — й!Х Х[Л„[ — йз[бз[ — йз[т[), где йз — масштабная константа.

Из этих выражений следует, что для этих ансамблей изображений допустимо раздельное представление АКФ (1.5.6). Тогда константы й„йз и йз представляют со- бой величины, обратные интервалу корреляции йе со- ответственно по координатам х, у и Т: 1 1 1 б =(г(А)йл; А х=-; й к= яр йз Исходя из допущений стационарности и эргодич- Рис. !.5.5. Изменение каэффипиента межкадравай автокорре.

лицин изображений Таблица 1.5.2. Значения коэффициемтов для различных законов распределеныя о 9« «« щ « Серии орнгннэлоэ «о,« б о«« « гэ гэ« Ч< !ч П! 110 39,8 87,8 100 56,4 80,1 91,4 . 41,7 72,9 132 56,8 105 78,0 28,0 62,3 113 48,3 90,2 а о о ч+ 54,8 19,3 43,7 53,9 25,4 43,1 61,8 23,9 49,3 42,7 14,7 34,1 56,7 22,9 45,3 !07 52,3 85,3 а о о Уф2 32,7 12,4 26,1 37.4 17,5 29,8 42,2 !7,1 33',? 27,3 9,69 21,8 35,3 11,0 28,2 161 75,4 128 53.4 20.1 42.6 55.5 24.2 44,3 61,9 23,1 49,4 179 81,2 143 44,3 !4 35.4 а о о 49,3 38.8 18,1 31,0 38.4 15.8 30,7 40.7 21,7 32,4 44,7 18,4 35.7 30.9 11,2 24.6 235 110 187 а о о ! 0,817 88.2 О,г э~ 0,511 6,86 0,569 9.61 0,713 0.490 0,0685 т хэ 0,493 1,43 0,416 0,711 0.583 О. 858 О.

457 1,3! 0,387 0,752 т хэ 7111 ние площади фотооригинала, занятой элементамы текстуры; 2) временная фильтрация зрения (табл. 1.5.3). Установлено, что повышение качества изображений (сниженне уровня помех, повышение разрешающей способности) приводит к возрастанию относительной площади, занятой текстурой. Таким образом, тонкоструктурные элемеыты текстуры встречаются в изображениях значительно чаще, чем контрастные детали, и система передачи изображеыий должна обеспечивать надежную их передачу. Таблица 1.5.3. Относительная площадь текстуры изо- бражения Проиент нлоигэлн экрана, ээнятой текстурой нэ уроэне Тн» сЮжета эоэ 2„бэя Зэя 1,заэ 61 59 45 48 52 33 38 2! 28 28 Пейзаж Портрет Общий план Средний план Среднее па сюжетам 55 54 41 44 47 47 46 33 37 39 12 24 11 13 14 28 1.5.4. Имформацнониое описание изображений.

Такое описание определяет количество информации, которое содержится в среднем в изображении, производительность источника ТВ сообщений и избыточность изображений. Информационное описание основывается на множественном описании, определяющем алфавит символов сообщения, и вероятностыом описании этих символов. В 1.5.2 обоснована представление иаображе- ний (множественное описание) следующими сово- купностями: А дискретных элементов ог, каждый из которых соответствует минимальным значениям интервала дискретизации ЛС<«1 и шага квантования ЛС<~1 ТВ изображений; если ЬС<«1 и бС< 1 постоянны и не зависят от параметров изображения, то множест- венное описадие инвариантно к структуре изображения и задается алфавитом символов в виде шкалы кванто- вания 2)для каждогаизпространственных, временнбго и светотехнических параметров изображения у = !,п; Аб областей Вб, н которых различие параметров злеыентов а< не обнаруживается при зрительном восприятии либо оно ниже требуемой точности воспро- изведения; в этом случае для задания светотехничес- ких параметров а< элементов области бб указываются их значения для элемента-представителя а» области, которые принадлежат шкалам квантования Зг ! свето- технических параметров яркости, цветового тона н насыщенности, причем значения ЛС< 1 для ансбб пере- менные и измешпотся в пределах ЛСя<~ю)<н...

Характеристики

Список файлов книги